综合自动化控制系统（通用12篇）
综合自动化控制系统 篇1
摘要：泗洪船闸是南水北调泗洪枢纽中的一部分, 本着安全可靠、经济实用的原则设计了本系统。根据船闸自身的运行特点, 将计算机技术和现场二次控制技术相结合, 增强了系统的安全可靠性, 提高了工程运行管理水平, 对今后同类型船闸的新建或改造具有一定的借鉴作用。
工程简介
泗洪站枢纽工程是南水北调东线工程的第四梯级泵站, 设计流量120m3/s, 枢纽位于江苏省泗洪县境内。泗洪站枢纽工程包括泵站、排涝调节闸、徐洪河节制闸、泗洪船闸及引河等调水、排涝、挡洪、航运交通建筑物。
船闸综合自动化控制系统主要由船闸计算机监控子系统、船闸交通指挥系统、通航信号交通指挥系统及低压开关柜及其电气设备组成。
船闸计算机监控系统包括:上位机程序自动控制、上位机单项控制、现地自动控制、现地手动控制。
监控系统的结构和功能
南水北调东线第一期工程泗洪船闸工程计算机监控系统, 采用基于Windows操作系统跨平台的全分布开放系统结构Wonderware监控系统软件。
1、系统结构 (图1系统结构图)
泗洪船闸自动化系统主要由船闸计算机监控系统、LCU现地控制系统、交通信号灯、广播系统等组成。
2、监控系统的功能
(1) 计算机监控系统能实时、准确、有效地完成对被控对象的安全监控。其主要功能如下:
(1) 数据采集和处理
(2) 安全运行监视
(3) 事件顺序记录
(4) 事故、故障报警及记录
(5) 控制操作
(6) 人机接口
(7) 数据通信
(8) 历史数据库
(9) 系统自诊断与冗余切换
(10) 操作培训
计算机监控系统由船闸主控级计算机和现地控制单元级组成。现地控制级配置一套LCU, 执行受控设备等的实时监控。LCU既作为船闸监控系统的现地监控设备, 向主控级上行发送采集的各种数据和事件信息, 接受主控级的下行命令对设备进行监控, 在主控级设备或网络故障时又能独立工作。在系统总体功能分配上, 数据采集和控制操作的主要功能均由LCU完成。其它的功能如船闸运行监视、事件报警、与外系统通讯、统计记录等功能则由主控级计算机完成。
船闸计算机监控系统控制方式分为主控级控制及现地控制。
正常运行时, 由主控级监控系统对船闸进行远方实时控制、安全监视及调度管理。
现地控制单元设有“现地/远方”切换开关。在现地控制方式下, 现地控制单元只接受通过现地级人机界面、现地操作开关、按钮等发布的控制及调节命令。主控级只能采集、监视来自现场的运行信息和数据, 而不能直接对现场的控制对象进行远方控制与操作。
控制方式的优先级依次为现地控制级、主控级。
计算机监控系统具有多种调控方式, 以满足运行的需要。为了保证控制的正确、可靠, 操作步骤按“选择-返校-执行”的方式进行, 并且每一步骤都有严格的软件校核、检错和安全闭锁逻辑功能, 硬件方面也有防误措施。
(2) 主控级的功能主要由主计算机/操作员工作站完成。有以下功能:
●数据采集和处理
●统计与计算
●安全运行监视及事件报警
●运行指导
●设备运行统计记录及生产管理
●人机联系
●监控系统异常监视
●通信功能
●自诊断和自恢复
(3) 现地控制单元 (LCU) 功能
现地控制单元LCU主要通过接受来自现地设备的信号反馈和操作员工作站下达的指令, 完成现场设备的自动顺序控制, 包括断路器分、合, 设备启、停等, 并将有关位置、状态、故障等开关量信号上传后台工作站, 在监控系统故障状态下, 能够独立维持现场设备的正常运行, 并通过接受人工就地操作指令完成相应控制程序。
LCU向上通过PLC中内置的100M快速以太网口与主控级上位机通讯。LCU配备有现地操作按钮和指示元件及12寸触摸屏, 当与上位机系统脱机时, 仍具有的监视和控制功能。PLC与触摸屏通过RS485串口通信。
LCU主要完成本单元的数据采集及预处理功能, 同时也具有控制、操作及监视功能。其设计保证当它与系统脱离后仍能实现对现地设备必要的监视和控制功能, 而当其与系统恢复联系后又能自动地服从上位机系统的控制和管理。具有以下功能:
●数据采集;●数据处理;●安全运行监视;●控制操作;●人机接口;●数据通信;●系统诊断;●监控系统操作功能
1、双击监控系统桌面启动图标, 启动船闸计算机监控画面, 见图2所示。
2、进入船闸控制界面, 需要登录监控系统;
3、在窗口的左上角显示主机和从机, 当操作的计算机显示为主机时系统才允许进行操作, 从机作监视, 不参与控制。当主机退出系统或网络中断, 从机自动切换成主机;由窗口的右上侧主/从机图标区分;
4、画面菜单包括:监控画面、测点一览、曲线查询、报表查询、事件查询、报警查询、状态查询;
5、在该画面上可以实现对上下闸首油泵电机、人字门以及阀门进行监视和控制, 启停步骤为:根据实际通航要求, 开启相应的油泵和人字门, 由计算机进行操作闸门为双侧门同时控制;在画面上对液压系统工作参数、闸门开度、船闸水位等进行了直观的显示;当有信号变位或数据数值变化通过画面字体颜色变换提醒操作人员, 同时伴有语音提示;闸门开启和关闭过程中可由计算机随时下发停门命令保证船闸运行安全;需要注意的是人字门开启关闭不设有开度控制, 只有全开和全关设置, 见图3所示。
6、闸门工作中和动作后需要查询各项记录, 及时对船闸监控系统运行情况进行诊断, 确保系统不带病工作;
7、阀门控制和闸门控制雷同, 见图4所示。
8、报警查询
报警查询分为状态查询和历史查询, 见图5所示。
从查询画面中可以判断出目前系统各设备运行工况, 是否具备自动化操控条件, 蓝色闪烁说明该信号动作。
历史数据查询需要打开历史数据库服务器, 把运行的数据存储在服务器中, 供查询, 对故障分析, 事故诊断等提供数据支持。
系统特点:
船闸监控系统采用开放式、分层分布式设计;采用容错设计, 保证不会因为任何一个器件发生故障而引起系统误操作;采用网络结构和成熟的标准汉化系统。
采用开放系统总线式网络, 既便于功能和硬件的扩充, 又能充分保护用户的投资。
软件模块化、结构化的设计, 使系统更能适应功能的增加和规模的扩充。
现地控制单元 (LCU) 采用施奈德Premium系列PLC, 采用模块化结构, 具有自诊断功能, 即使主控制级计算机发生故障, 仍可通过LCU的触摸控制屏、控制开关等对各现地设备进行监控。
系统实时性好, 抗干扰能力强, 适应船闸的现场环境。
人机界面功能强、操作方便、简洁、灵活, 便于二次开发。
综合自动化控制系统 篇2
变电站综合自动化系统
第一章
变电站综合自动化技术基础 第一节
变电站综合自动化的基本概念
一、常规变电站状况
电力系统的环节：发、输、配、用 变电站的基本作用：配电 常规变电站的二次系统构成：
继电保护 就地监控 远动装置 录波装置 保护屏 控制屏 中央信号屏 录波屏
常规变电站的二次系统的缺点：
(1)安全性、可靠性不能满足现代电力系统高可靠性的要求。
(2)供电质量缺乏科学的保证。指标：U、F、谐波
(3)占地面积大，增加了征地投资。
(4)不适应电力系统快速计算和实时控制的要求。
(5)维护工作量大，设备可靠性差，不利于提高运行管理水平和自动化水平。
二、变电站综合自动化的基本概念
变电站综合自动化是将变电站的二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等)经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。
变电站综合自动化系统，即利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，代替常规的测量和监视仪表，代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏，用微机保护代替常规的继电保护屏，改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。
三、变电站实现综合自动化的优越性
(1)提高供电质量，提高电压合格率。
(2)提高变电站的安全、可靠运行水平。
(3)提高电力系统的运行、管理水平。
(4)缩小变电站占地面积，降低造价，减少总投资。
(5)减少维护工作量，减少值班员劳动，实现减人增效。
第二节
变电站综合自动化的内容、主要功能及信息量
一、变电站综合自动化的内容 电气量的采集 电气设备(如断路器等)的状态监视、控制和调节。
由继电保护和故障录波等完成瞬态电气量的采集、监视和控制，并迅速切除故障和完成事故后的恢复正常操作。
高压电器设备本身的监视信息(如断路器、变压器和避雷器等的绝缘和状态监视等)。将变电站所采集的信息传送给调度中心外，还要送给运行方式科和检修中心，以便为电气设备的监视和制定检修计划提供原始数据。
二、变电站综合自动化的基本功能
监控子系统的功能
微机保护子系统的功能
自动控制装置的功能
远动及数据通信功能 2.1 监控子系统的功能(一)数据采集
(1)模拟量的采集
1）交流模拟量：U、I、P、Q、COS、F 2）直流模拟量： DC220V、DC5V、DC24V(2)开关量的采集(3)电能计量
1）电能脉冲计量法
2）软件计算方法
(二)事件顺序记录
包括断路器跳合闸记录、保护动作顺序记录
(三)故障记录、故障录波和测距
(1)故障录波与测距
微机保护装置兼作故障记录和测距 采用专用的微机故障录波器
(2)故障记录
记录继电保护动作前后与故障有关的电流量和母线电压
(四)操作控制功能
操作人员都可通过电脑屏幕界面对断路器和隔离开关进行分、合操作，对变压器分接开关位置进行调节控制，应保留人工直接跳、合闸手段，断路器操作应有闭锁功能
(五)安全监视功能
越限监视
监视保护装置是否失电 自控装置工作是否正常等
(六)人机联系功能
(1)人机联系桥梁：显示器、鼠标和键盘。
(2)显示画面的内容 ：
1)显示采集和计算的实时运行参数
2)显示实时主接线图 3)事件顺序记录
4)越限报警
5)值班记录
6)历史趋势
7)保护定值和自控装置的设定值
(3)输入数据：变比、定值、密码等 ①定时打印报表和运行日志； ②开关操作记录打印； ③事件顺序记录打印； ④越限打印； ⑤召唤打印； ⑥抄屏打印； ⑦事故追忆打印。
①主变和输电线路有功和无功功率每天的最大值和最小值以及相应的时间； ②母线电压每天定时记录的最高值和最低值以及相应的时间； ③计算受配电电能平衡率； ④统计断路器动作次数；
⑤断路器切除故障电流和跳闸次数的累计数； ⑥控制操作和修改定值记录。
(1)谐波源分析(2)谐波检测与抑制(七)打印功能
(八)数据处理与记录功能
(九)谐波分析与监视
2.2 微机保护子系统的功能
（一）保护功能：
①高压输电线路的主保护和后备保护； ②主变压器的主保护和后备保护； ③无功补偿电容器组的保护； ④母线保护； ⑤配电线路的保护；
⑥不完全接地系统的单相接地选线。
(1)它的工作不受监控系统和其他子系统的影响(2)具有故障记录功能
(3)具有与统一时钟对时功能
（二）辅助功能：
(4)存储多种保护整定值
(5)当地显示与多处观察和授权修改保护整定值
(6)设置保护管理机或通信控制机，负责对各保护单元的管理。
(7)通信功能
(8)故障自诊断、自闭锁和自恢复功能。
2.3 自动控制装置的功能
（1）电压、无功综合控制
（2）低频减负荷控制（3）备用电源自投控制（4）小电流接地选线控制（1）系统内部的现场级间的通信（2）自动化系统与上级调度的通信
（1）功能综合化
（2）分级分布式、微机化的系统结构（3）测量显示数字化（5）运行管理智能化
（1）其结构形式有集中式、分布式、分散（层）分布式；
（2）从安装物理位置上来划分有集中组屏、分层组屏和分散在一次设备间隔设备上安2.4 远动及数据通信功能
第三节
变电站综合自动化的基本特征
（4）操作监视屏幕化
第四节
变电站综合自动化的结构形式
装等形式。
一、集中式综合自动化系统
集中式结构的综合自动化系统，指采用不同档次的计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电站的模拟量、开关量和数字量等信息，集中进行计算与处理，分别完成微机监控、微机保护和一些自动控制等功能
集中式结构最大的缺点是：
1)每台计算机的功能较集中，如果一台计算机出故障，影响面大 2)软件复杂，修改工作量大，系统调试麻烦。3)组态不灵活，影响了批量生产，不利于推广。
4)集中式保护与长期以来采用一对一的常规保护相比，不直观，不符合运行和维护人员的习惯，调试和维护不方便，程序设计麻烦，只适合于保护算法比较简单的情况。
二、分层(级)分布式系统集中组屏的综合自动化系统
（一）分层分布式结构的概念
所谓分层式结构，是将变电站信息的采集和控制分为管理层、站控层和间隔层三个级分层布置。
间隔层按一次设备组织，一般按断路器的间隔划分，具有测量、控制和继电保护部分。
站控层的主要功能就是作为数据集中处理和保护管理，担负着上传下达的重要任务。
管理层由一台或多台微机组成，这种微机操作简单方便，界面汉化，使运行值班人员极益掌握。
（二）中、小型变电站的分层分布式集中组屏结构
（三）大型变电站的分层分布式集中组屏结构
（四）分层分布式集中组屏综合自动化系统结构特点
（1）可靠性高，可扩展性和灵活性高；
（2）二次电缆大大简化，节约投资也简化维护量。
（3）分布式系统为多CPU工作方式，各装置都有一定数据处理能力，从而减轻了主（4）继电保护相对独立。
（5）具有与系统控制中心通信功能。（6）适合于老站改造。主要缺点是安装时需要的控制电缆相对较多，增加了电缆投资。控制机的负担。
三、分散分布式系统与集中相结合的综合自动化系统结构
分层分散式结构的变电站综合自动化系统突出的优点如下：
(1)简化变电站二次部分配置，缩小控制室的面积。
(2)减少了施工和设备安装工程量。
(3)简化了变电站二次设备之间的互连线，节省了大量连接电缆。
(4)分层分散式结构可靠性高，组态灵活，检修方便。
以上几点都说明采用分层分散式的结构可以降低总投资，在今后的技术条件下，应该是变电站综合自动化系统的发展方向。
第二章
变电站综合自动化系统的硬件原理
第三章
变电站综合自动化系统的微机保护、监视与控制子系统 第一节
继电保护基本知识
一、继电保护应满足的要求（1）选择性
（2）快速性
（3）灵敏性
（4）可靠性
二、主保护、后备保护和辅助保护
（1）主保护是指满足系统稳定及设备安全要求，有选择地切除被保护设备和全线路故障的保护。
（2）后备保护指的是主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。（3）辅助保护是为补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护。
三、继电保护的基本原理
（1）反映电流改变的，有电流速断、定时过流及零序电流等保护；（2）反映电压改变的，有低电压（或过电压）、零序电压保护等；（3）既反映电流又反映电流与电压间相角改变的，有方向过电流保护；
（4）反映电压与电流的比值，即反映短路点到保护安装处阻抗（或距离）的，有距离保护；（5）反映输入电流和输出电流之差的，有变压器差动保护等。第二节
输电线路的微机保护、监视与控制子系统一、输电线路继电保护原理
1、电网相间短路的三段式电流保护
（1）无时限（瞬时）电流速断保护 此种保护的动作电流是按躲过被保护输电线路末端最大短路电流整定的，它没有时限元件。
（2）带时限（限时）电流速断保护 保护范围限定在相邻线路无时限电流速断保护的保护区内，在无时限电流速断保护的基础上增加了一个时限元件△t=0.5s。
（3）定时限过电流保护
定时限过电流保护的动作是按躲过最大负荷电流整定。
定义：方向继电器又称为功率继电器，它的动作具有方向性，即规定当功率由母线流
2、电网相间短路的方向电流保护
向线路时它才动作，进而使整个方向电流保护动作切除故障。
二、输电线路的自动重合闸
定义：自动重合闸装置就是将跳闸后的断路器自动重新投入的装置，简称AAR装置。
1、单电源供电线路的三相一次自动重合闸
（1）当线路发生瞬时性故障或由于其他原因使断路器误跳闸时
（2）线路上发生永久性故障时
（3）手动跳闸及遥控跳闸时
（4）闭锁重合闸
（5）手动合闸到故障线路时
2、双电源供电线路的三相一次自动重合闸
（1）故障点断电时间问题
（2）同步问题
（3）重合闸实现方式：
①检无压 ②检同期
3、自动重合闸与继电保护的配合（1）重合闸前加速保护
（2）重合闸后加速保护
三、自动按频率减负荷 运行规程规定：电力系统的运行频率偏差为±0.2Hz，系统频率不能长时间运行在49.5～49Hz以下，事故情况下，不能较长时间停留在47Hz以下，系统频率的瞬时值绝不能低于45Hz。
1、自动按频率减负荷的基本工作原理
2、自动按频率减负荷的实现方法
①采用专用的自动按频率减负荷装置
②把自动按频率减负荷的控制分散设在每回馈线保护装置中 ①时限闭锁方式
②低电压带时限闭锁
③低电流闭锁方式 ④滑差闭锁方式
3、对自动按频率减负荷装置闭锁方式的分析
第三节
电力变压器的微机保护、监视与控制子系统一、概述
1、保护内容
（1）主保护配置：
①比率制动式差动保护
②差动速断保护 ③本体重瓦斯、有载调压重瓦斯和压力释放 ①三段复合电压闭锁方向过电流保护 ②三段过负荷保护
③冷控失电，主变压器过温报警 ④二段式零序过电流保护
⑤一段两时限零序电流闭锁过电压保护 ⑥一段两时限间隙零序过电流保护
（2）后备保护配置：
2、配置方案
（1）双绕组变压器
后备保护可以配置一套，装于降压变压器的高压侧（或升压变压器的低压侧）
后备保护可以配置两套： 一套装于高压侧
另一套装于中压侧或低压侧的电源侧
（2）三绕组变压器
二、变压器差动保护基本原理
用环流法构成的两绕组变压器电流差动保护的原理接线图
三、变压器差动保护的特殊问题
（1）两侧电流互感器的形式不同
（2）两侧电流互感器的变比不同
（3）变压器各侧绕组接线方式不同
（4）变压器空载合闸时的励磁涌流
（5）在运行中改变变压器的变比
四、变压器微机保护的电流平衡
（1）微机变压器保护电流互感器接线原则
（2）电流平衡的调整系数
五、电力变压器比率制动差动保护（1）比率制动式差动保护的基本原理
定义：
① 比率制动式差动保护的原理简单地说就是保护的动作电流（差动电流定值）随外部② 比率就是指差动电流与制动电流之比。
③ 制动电流这样选取：在不平衡电流较大的外部故障时有制动作用，而在内部故障时短路电流按比率增大，即能保证外部不误动，又能保证内部短路有较高的灵敏度。
制动作用最小。
（2）和差式比率制动的差动保护原理
（3）变压器励磁涌流的判断及二次谐波制动系数
励磁涌流的特点：
较
二次谐波制动比定值=0.15（4）变压器的差动速断保护 定义：差动速断保护是差动电流过电流瞬时速动保护。差动速断的整定值按躲过最大不平衡电流和励磁涌流来整定，其整定值可取正常运行时负荷电流的5～6倍。
（5）电流互感器断线监视
六、电力变压器后备保护
（1）复合电压闭锁方向过流保护
① 复合电压闭锁过流保护为三段式： I段动作跳本侧分段断路器（或桥断路器）Ⅱ段动作跳本侧断路器 Ⅲ段跳三侧断路器 ② 复合电压启动判剧： ① 最大值可达额定电流的6~8倍
② 波形是非正弦的，含有很大的非周期分量，特性曲线几乎全部偏在时间轴的一边 ③ 包含以二次谐波为主的高次谐波 ④ 波形之间出现间断
⑤ 励磁涌流开始瞬间，衰减很快
励磁涌流的闭锁条件：将二次谐波分量算出，作为制动分量，与基波分量进行比
关 母线线电压小于本侧母线线电压的低电压定值 负序电压超过负序电压定值 或的关系 ③
方向：
如果作为变压器相邻元件的后备保护，则变压器指向母线为正方向 如果作为变压器本身的后备保护，则母线指向变压器的正向为正方向 I段用于发警告信号 II段用于启动风扇冷却器 III段用于闭锁有载调压 ①
中性点直接接地保护方式
由两段式经零序电压闭锁的零序电流构成，每段设一个时限。I段时限跳母联（或分段）②
中性点不接地的零序保护方式
装设I段两时限的零序无流闭锁零序过电压保护，第一时限跳母联或分段开关，第二时③
中性点经放电间隙接地的零序保护方式（2）变压器过负荷保护
（3）变压器零序保护
断路器或跳三绕组变压器中压侧有源线路；II段时限跳本侧（或全跳）断路器
限跳本变压器各侧
I段两时限方式，第一时限跳高压侧母联开关（或分段开关），第二时限跳本变各侧开第四节
电力电容器的微机保护、监视与控制子系统一、电力电容器的内部和外部故障
（1）电容器内部故障的原因
（2）电容器的外部故障及系统异常
（3）电容器保护配置：
过电压和欠电压的电压保护 限时过电流保护
防止电容器内部故障的电容器组专用保护（1）与电容器串联的电抗器
（2）避雷器的过电压保护
（3）电容器组的电压保护。主要用于防止系统稳态过电压和欠电压。（4）电容器组的电流保护
二、并联补偿电容器组的通用保护
三、电容器组内部故障的专用保护
（1）单Y形接线的电容器组保护：
① 采用零序电压保护 ② 桥式差流的保护方式 ③ 电压差动保护方式
（2）双Y形接线的电容器组保护：采用不平衡电流或电压保护（3）三角形接线的电容器组保护：采用零序电流保护
第五节
电压、无功综合控制子系统一、变电站电压、无功综合控制的原理
在变电站主要的调压手段是调节有载调压变压器分接头位置和控制无功补偿电容器。有载调压变压器可以在带负荷的情况下切换分接头位置，从而改变变压器的变比，起控制无功补偿电容器的投切，可改变网络中无功功率的分布，改善功率因数，减少网
到调整电压和降低损耗的作用。损和电压损耗，改善用户的电压质量。
二、电力系统的电压、无功综合控制的方式
(1)集中控制：指在调度中心对各个变电站的主变压器的分接头位置和无功补偿设备进行统一的控制。
(2)分散控制：指在各个变电站或发电厂中，自动调节有载调压变压器的分接头位置或其他调压设备，以控制地区的电压和无功功率在规定的范围内。
(3)关联分散控制：指电力系统正常运行时，由分散安装在各厂、站的分散控制装置或控制软件进行自动调控，调控范围和定值是从整个系统的安全、稳定和经济运行出发，事先由电压、无功优化程序计算好的，而在系统负荷变化较大或紧急情况或系统运行方式发生大的变动时，可由调度中心直接操作控制，或由调度中心修改下属变电站所应维持的母线电压和无功功率的定值，以满足系统运行方式变化后新的要求。
(4)关联分散控制的实现方法 一是通过监控系统的软件模块实现；另一种是由独立的关联分散控制装置实现。第六节 变电站综合自动化系统的其他子系统一、备用电源自动投入装置 定义：备用电源自投装置是因电力系统故障或其他原因使工作电源被断开后，能迅速将备用电源或备用设备或其他正常工作的电源自动投入工作，使原来工作电源被断开的用户能迅速恢复供电的一种自动控制装置。
（1）备用电源的配置
① 明备用的控制
② 暗备用的控制
①工作电源确实断开后，备用电源才投入。
②备用电源自动投入切除工作电源断路器必须经延时。
③手动跳开工作电源时，备自投投入装置不应动作。
④应具有闭锁备自投装置的功能。
⑤备用电源不满足有压条件，备自投装置不应动作。
⑥工作母线失压时还必须检查工作电源无流，才能启动备自投投入。
（2）微机型的备用电源自投装置的基本特点 ⑦备自投装置只允许动作一次。
二、小电流接地系统单相接地故障的检测
（1）概述
根据系统中发生单相接地故障时接地电流的大小划分：
①
小电流接地系统：
中性点不接地 中性点经消弧线圈接地
② 大电流接地系统：中性点直接接地（2）小电流接地系统的接地电流 第六节 变电站综合自动化系统的其他子系统
①中性点不接地系统单相接地故障时的接地电流
特征：当电网发生单相接地故障后，非故障电路电容电流就是该线路的零序电流，故障线路首段的零序电流数值上等于系统非故障线路全部电容电流的总和，其方向为线路指向母线，与非故障线路中零序电流的方向相反，系统中性点电压发生较大的位移。
实现方法：基于基波零序电流方向的自动接地选线原理
②中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障时的接地电流
特征：在单相接地时，故障线路首端的5次谐波电流在数值上等于系统非故障线路5实现方法：基于5次谐波零序电流方向的自动接地选线原理 次谐波电流的总和，其方向与非故障线路肿次谐波零序电流方向相反，由线路指向母线。第五章
数字化变电站简介
变电站自动化技术经过十多年的发展已经达到一定的水平，在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班，而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术，从而大大提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可能性，降低了变电站建设的总造价，这已经成为不争的事实。然而，技术的发展是没有止境的，随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响，全数字化的变电站自动化系统即将出现 数字化变电站自动化系统的特点
1.1智能化的一次设备
一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
1.2网络化的二次设备
变电站内常规的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间的连接全部采用高速的网络通信，二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源其享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
1.3自动化的运行管理系统
变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、分流交换自动化；变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见；系统能自动发出变电站设备检修报告，即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。数字化变电站自动化系统的结构
2.1 过程层
过程层是一次设备与二次设备的结合面，或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能分三类：(1)电力运行实时的电气量检测；(2)运行设备的状态参数检测；(3)操作控制执行与驱动。
2.2 间隔层
间隔层设备的主要功能是：(1)汇总本间隔过程层实时数据信息；(2)实施对一次设备保护控制功能；(3)实施本间隔操作闭锁功能；(4)实施操作同期及其他控制功能；
(5)对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制；
(6)承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。2 数字化变电站自动化系统的结构 2.3 站控层
站控层的主要任务是：
(1)通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库；
(2)按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心；
(3)接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行；(4)具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能；
(5)具有(或备有)站内当地监控，人机联系功能，如显示、操作、打印、报警，甚至图像，声音等多媒体功能；
综合自动化控制系统 篇3
【关键词】煤炭系统；GEPON综合自动化系统；应用
我国煤炭开采和生产采用GEPON综合自动化系统，该系统生产方式提高了煤炭生产的核心技术。通过现场总线技术来进行系统的通信，控制设备一般使用PLC，综合自动化系统通过太网作为主干传输平台。GEPON综合自动化系统的传输方式是通过无源光纤传输，它的网络结构是多点连接方式，该技术能够提供不同类型综合业务的宽带技术，GEPON综合自动系统很大程度上能够对出现的一些独立性问题进行解决，一定程度上实现了多网合一，为我国经济的全面发展进行更好的应用。
1.GEPON综合自动化系统关键技术
GEPON综合自动化系统和PON一样，也需要面对上行信号的突发发送和接收问题。很多情况下ONU之间的距离有很大的不等之处，并且不同的ONU发出的光信息号之间的强度有很大差别，这就使OLT在不同时间段接收到的信号功率不同，很容易使OLT对信号产生误判。
OLT 的接收信号为不同的ONU的突发信号，需要OLT在极短的时间内进行相位同步，以此来完成对信息的接收。一般在ONU与OLT中应用一种光器件来很好的对突发信号进行支持，但是很多光器件很大程度上不能够 对这种要求进行满足，只有一小部分突发模式的光器件能够在155M的速率上进行工作，并且成本比较高。收发端需要采用创新技术来实现突发模式，光信号的光突发送对开关的速度要求比较高，并且需要快速建立有效信号，这一点替代了传统的电光转换模式，采用极快响应的激光器。由于在接收端，不同用户发出的信号功率不同，因此突发接收电路应在每次接收信号时对接收电平进行合理调整，以达到一个相对的平衡，接收电路能够根据接收电平对数据进行正确的恢复。
2.GEPON综合自动化系统内容
2.1煤炭企业在不同位置安装了不同检测和评估系统，比如，井下检测系统和地面计算机网络系统
GEPON综合自动化系统采用的是太网TCP/IP技术，以此作为系统的通信标准，如果有不同类型的通信格式，可以通过网关转换在PI环境中传送。
GEPON自动化系统采用千兆无源光网络，对双总线与环网网络进行提供，这在很大程度上能够使网络结构更加灵活。无源分支技术是系 统运行的主要技术，具有很强的抗干扰能力。GEPON光纤环网冗余通过太网结构对网络冗余进行实现，提高了网络突发时的生存能力。单OLT设备的使用，保障了环网传输中的可靠性大大提高了该技术使用过程中的效率。
2.2矿用数字化工业电视系统
矿用数字化电视系统，采用远距离光纤传输、固体摄像和不锈钢结构等，由于矿井中适度较大、照明差和电磁干扰大，矿用数字化电视系统在该环境中进行可靠的运行和监测，在多个煤矿地区进行广泛的使用。很多矿用电视系统是通 过一种模拟化系统进行传输，传输方式是点与点连接的光纤视频信号，把矿井中工作数据传输到地面。随着煤矿产业的不断发展和扩大，一定程度上增加了视频监视，在此基础上增加了光缆芯数量，这也相应的加大了成本和维修时间。随着视频数字化的发展，能够将上百路工业电视信号通过太网进行传输，只需要在矿井中和地面增加交换器即可。矿用数字化电视系统有远程访问功能，只要是有通讯线路，都可以通过网络连接到数字视频服务器中，在选定的计算机上进行视频图像的显示。网络连接方式有多种方式：广域网或者局域网，也完全可以通过电话线网络进行连接。数字电视模拟系统不能进 行远程访问，观测不到远距离的视频图像。数字电视系统还有一个比较重要的优点就是通过计算机视频代替了视频录像带，这表明了社会的科技发展对该系统的提升。数字电视系统是把视频图像存储在计算机中的硬盘内，实现了新技术的使用，技术的提升最大的一个优点就是能够在很大程度上提升图像的清晰度，还可以通过检索功能对存储的图像进行快速搜索。
2.3监测系统中子系统的接入
矿用人员监测系统的监测以太网为接入口接入到GEPON系统；对矿井环境中安全的监控主要是通过KJ4安全监控系统，采用FSK调制方式进行必要的井下与地面之间的通信，经过转换网来接入。
3.GEPON综合自动化系统在煤炭系统中的应用
（1）长距离、光纤接入与传输和光纤化的ONU/ONT，很适合FTTB这种模式，很大程度上有利于光纤的布设和扩充。
（2）更少的维护和供电。对供电设施和机房的占用较少，很大程度上对ONU/ONT的远端设备中的自动测距和加入进行有效的支持，能够比较方便的进行网络扩容，用户端设备和局端设备两者公用同一个网管，可以大大降低维修费用。
（3）GEPON自动化技术实质上属于面向未来的多业务平台，进行TDM业务和IP业务的提供。使运营商根据用户的不同需求运用同一传输平台对所需要的业务进行开通，并且过度到全业务网络。
（4）国内矿井系统的应用和国外相比还有很大差距，通过对国外矿井实施经验来看，煤矿企业在发展煤炭系统 时需要走高效集约化生产道路，GEPON综合自动化系统在发展和应用的过程中未来发展空间是比较大的，这种系统在应用中最为关键的是煤矿宽带主干网络系统的开发和利用。GEPON系统中的主干光网络使用的通信方式主要有上行TDM和下行广播两种方式，任何的ONT进行动态分配一定的时隙，极大的保障信息在交换过程中的传输质量和实时性，在一定程度上也适应于多种形式的传输，比如，数据、视频和语音等，最大程度上实现三网合一。
4.结束语
GEPON综合自动化系统在很多煤炭生产中广泛的运用，系统运行具有很高的安全性，并且运行过程较为稳定，能够对采集到的数据信息进行准确的收集并分类，在显示器上进行显示，使决策者通过自动汇总的数据进行分析和研究，为公司 提供最为可靠和真实的信息，在很大程度上通过数据对生 产环节进行指导和决策，极大的提高了企业总体调度，为未来煤炭企业的更大发展打下良好基础，提高我国经济水平，更好的进行未来建设大业。 [科]
【参考文献】
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综合自动化控制系统 篇4
虽然我国的水厂自动化的起步比较晚, 但是发展十分的迅速。随着我国工业水平的不断提高, 我国的水厂进入到了一个非常大的规模下, 特别是随着如今外资企业的引入, 大量的先进技术被引入到了国内, 建成了很多较为先进的水厂, 这使得我国的水厂自动化进程在不断的进步, 其自动化水平也在不断的提高。
我国的水厂自动化水平还不是很高, 发展也不是特别均衡, 很多的大城市的水厂的自动化水平比较高, 但是在一些较小的城市, 特别是一些偏远的山区, 其自动化水平不是特别的高, 甚至有的水厂根本就没有开展自动化。在当今实现自动化的水厂中, 虽然自动化水平比其他的行业自动化水平低一些, 这主要是水厂的自动化还没有发挥到应有的效果, 一些水厂的自动化设备和系统有的根本就没有运用过, 都是一直处在一个闲置的状态, 有的设备也只是运行了一段时间, 就不再运用了, 使得设备不能够正常的工作, 严重的影响力水厂自动化带来的经济效益。
我国实现水厂自动化控制基本上是实现新建和扩建的过程。规模比较大的水厂主要是依靠较为先进的技术和设备, 水厂的自动化水平较高, 但是投资却也是相当高的。比如一些中小型的水厂的自动化的设计和服务一般都是依靠国内的技术, 但是综合的控制系统的技术和设备是依靠国外的产品, 在设备和服务上, 一般是采用中西相结合的方式。这样的方式有很大的优点, 不仅仅降低了水厂自动化的控制系统设备的投资, 同时也使得水厂的设备更加的本地化, 有助于本行业的长足进步。
2 总体设计
2.1 起停方式
1) 直接起动。总的来讲, 笼型交流异步电动机在起动的过程中会带来很大的电流, 大约会是其额定电流的7倍, 这种情况只是单纯的限制于功率稍小的电动机。
2) 定子串电抗或电阻降压起动。这样的方式只是单纯的适用于轻载起动, 能够非常好的增加起动平稳性, 并且有效的减小电流, 但是由于起动的过程中损耗比较大, 并且经济型较差, 所以也只是在电机容量较小的时候才运用。
3) 自耦变压器降压起动。这样的起动方式一般来讲有失压和过载保护, 能够有效的减少电动机电流对于电网的影响, 但是它也有自身的缺点, 主要是体积较大、结构比较复杂、价格较为昂贵, 并且检修起来不是十分的方便。
4) 软起动器起动。软启动器的原理是利用可挖硅能够更好的控制整流, 如果改变可挖硅的控制角, 使得电动机的电压按照相应的规律升为全压时, 撤去控制信号, 软动器可退出运行, 把此项技术运用到水泵中, 可以更好的避免水锤效应产生。
5) 变频起动。此种启动方式主要是变频器带动电机从零起动, 直到其能够达到额定转速。一般来说采用电压/频率的控制方法, 不会使得电流过大, 对于机器的冲击也是比较小的, 能够进行调速。但是它也有一个缺点, 就是价格相对来讲比较高, 有电磁兼容的问题, 是重载设备的首选。
2.2 恒压供水
如果需要实现恒压供水, 就需要保持水压力的稳定, 也就是平时所提到的调节供水量。简单来讲, 调节供水量一般是可以通过以下两种形式实现的:需要保持水泵的恒速转动, 可以依靠调节阀门的宽度来调节供水量;如果阀门的开度不变, 那么我们可以调节水泵的转速, 从而有效的调节供水水量。
2.3 系统总体设计
1) 井群系统。我们对水泵的控制大体可以分为三种形式:手动控制、水源地值班室控制、远程控制。一般来说, 手动控制是依靠人工来进行的;水源地值班室控制是依靠相应系统进行控制的;远程控制主要是通过远程中心来控制。
2) 水厂系统。主要设备包括了加氯车间、输水泵房以及清水池。井群水泵起停是依靠水厂的蓄电池进行控制的。一般可以分为如下几个单元:水厂参数需要采集压力和流量等参数;控制系统主要是实现恒压供水;数据系统是负责有效交换数据的。
3) 调度中心。这是整个供水系统操作、处理、统计、维护和监管的中心, 集中管理的整个监控系统。水厂的监控软件主要是负责同现场的通信设备进行协作运行, 要把采集到的数据经过计算后以图表或者数据的形式进行显示, 同时还需要进行故障报警、发出声光信号等。
3 现代水厂自动化综合控制系统的主要设备选择
3.1 可编程控制器PLC
德国西门子公司的PLC是一种微型应用的PLC。它主要是以紧凑的结构、优良的扩展性、低廉的价格、强大的指令功能, 成为当今各种控制工程的理想的控制器。
3.2 RTU
RTU是一种远程的现场测控单元装置, 其主要是对于现场的信号、工业设备的检测进行控制。RTU是一种远程的监控平台, 可以通过单片机开发的设备和通讯设备组成的硬件, 该硬件主要能实现两种功能, 首先是数据的采集, 通过把输入信号转化为数字信号。其次是数据通信, 是把采集到的数据通过通讯网络来传送到检测中心, 从而能够更好的完成数据的通信。
3.3 EDA检测模块
EDA模块是一个非常智能的三相电参数综合的采集模块, 通过该模块就能够方便的检测到三相电流、三相电压、无功功率以及电源频率等参数。EDA主要是采用高性能的嵌入式处理器, 其优点是接线比较简单, 并且操作很灵活, 并且输入的为三相电流和电压, 输出为一个比较智能的通讯接口。
3.4 软起动器
软起动器又可以称作是智能马达控制器, 主要的原理是可控硅桥式电路, 电机的每相全部都介入一对背靠背连接的可挖硅元件, 一般是通过微处理器来不断的进行优化, 从而能够更好的降低电动机给电网带来的冲击。我们可以根据供水系统的控制要求, 对井群水泵的知识要求合理就行, 并不是需要进行调试, 因此, 水泵的启停能够运用软启动的方式进行实现。
3.5 压力检测及流量检测
压力的检测使通过利用不锈钢膜片来感知压力, 利用硅油里传输到硅油片的另外的一侧, 参考压力基本上作用到膜片的另一侧。压力差产生一个相当大的压力场, 处在压缩区及其拉伸区的电阻会发生阻值变化。从测量的要求来看, 我们应该从仪表实际进行管理, 全面的考虑测量的经济性, 并需要保证较为准确, 并且需要根据被测量流体性质确定取样装置应该采取什么样的方式。
4 水厂自动化系统工程的验收
一般来讲, 对于水厂自动化系统工程验收的好坏, 对于企业的正常运行具有十分重要的影响。工程的验收能够很好的保证竣工后系统的正常运行, 同时可以使得水厂的技术人员更加的了解系统, 从而有效的确保系统在生产运行的过程中的安全。
4.1 设备的验收
相关人员需要来到现场将自动化设备进行登记, 内容主要是包括设备的型号及其规格, 以及安装地点、运行状况等。这些设备的验收都将直接的为以后更好的管理打下基础。
4.2 工艺验收
4.2.1 施工工艺验收
一般来说, 需要检查接线是否标准, 与外壳设备相连接的接地线是否很好的缠在螺栓上, 还是经过焊接处理后接到外壳上。
要进行详细的检查布线是否标准, 哪种接线需要有标记, 哪种接线头没有标记都要清楚, 要在图纸上进行标号。为了更好的防止干扰发生, 弱电和强电不能够放在一起, 从而防止产生干扰。PLC屏以及控制箱的走线需要摆放合理, 从而使我们一目了然。
4.2.2 生产工艺的验收
需要现场检查信号是否可靠, 并且需要在智能遥控的状态下, 选择几个开关进行人工操作, 并且充分检查其可靠性, 观察由计算机发出的开关信号是否能够正常工作。
需要现场检查检测信号的准确性。通过测量现场仪表的输出电压、电流以及脉冲信号, 从而有效的换算成实际的值, 与计算机显示的值是否相符合, 检查报表系统以及曲线的数据是否符合。
5 水厂自动化的发展趋势
因为信息技术的不断普及, 并且在中国飞速的发展, 使得我国的网络化以及信息化等概念相继的向水厂自动化渗透, 这样就要求水厂自动化结构体系需要作出改革, 从而有效的适应这种变革, 这对于水厂工业泵产生了很大的影响。
5.1 控制系统智能化、分散化、网络化
水厂的智能化主要包括智能设备、智能控制技术以及现场总线技术等方面。
随着智能传感器、变送器、测量仪表、调节器及其执行器等装置, 及其模糊控制、专家系统、自适应控制及其神经网络等智能技术的应用, 水厂的自动化将面临着逐步向智能化进展。
现场主线一般来说是应用生产现场的双向、实时、全数字化及其多节点的数字系统。应用可以进行简单连接的同轴电缆线作为纽带, 把多个现场级的仪表全部依次连接为网络, 并且按照公开的协议, 使得现场的测控仪表之间与计算机之间能够更好的实现信息的传输, 形成适应实际需要的系统。
水厂的自动化控制系统当中, 采用开放式的网络, 如工业以太网、现场总线等, 使因特网延伸到现场的设备当中, 利用Web技术实现水厂的远程监控、维护、调试和故障诊断等功能, 这是信息时代的要求, 同时也是当期水厂自动化网络的发展方向。
6 结束语
在当今的大型水厂中, 我们不仅仅需要采用先进的技术来适应水厂工业的变革, 同时还需要对与厂区内部的管理进行有效的控制, 并且需要对于整个供水系统进行管理。本文主要探讨了现代化水厂的综合控制系统的结构设计的相关问题, 为水厂自动化提供更好的技术支持。
摘要：自动化介入自来水行业是近些年来水厂工艺发展的显著特点。随着水厂自动化技术、系统控制设备和机电仪表的发展, 以及电脑应用的日益普及, 这些标志着自动化水厂在我国已经具备了较好的技术环境, 已经是一个逐渐成熟的技术。虽然这些水厂的自动化都有了长足的进展, 但是因为多种原因, 当前国内还并没有一座能够真正的实现全自动化的水厂, 主要原因是经济、技术因素所致。该文主要对于水厂自动控制的现状, 综合控制系统的总体设计, 主要设备选择, 水厂自动化系统工程的验收, 以及水厂自动化的发展趋势做了分析, 希望对水厂的发展能够起到积极的作用。
关键词：水厂自动化,综合控制,结构设计
参考文献
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综合自动化控制系统 篇5
炼焦自动化控制系统为焦化厂各工艺过程设备自动化控制及综合管理提供综合自动化解决方案，主要包括焦炉炼焦过程控制系统、煤气鼓风冷凝控制系统、煤气净化产品回收控制系统、自动配煤控制系统、焦化自动上煤皮带输送联锁系统、干熄焦自动控制系统、焦炭运输控制系统等，各控制系统通过百兆光纤环网构成焦化厂综合管理系统，对整个焦化厂生产数据采集、过程控制、调度管理等进行综合指挥管理。
Coking automation control system to provide integrated automation solutions for control automation equipment in the process of coking plant and comprehensive management, mainly includes coke oven coking process control system, the gas blowing condensation control system, gas purification and recycling automatic coal belt control system, automatic control system for coal blending coking, conveying interlocking system, automatic control system of coke dry quenching, coke transportation the control system, the control system composed of integrated management system in coking plant by fast fiber ring network, comprehensive management of the http:///
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http:/// coking plant production data acquisition, process control, scheduling management.系统特点：集中的、从上到下的组态方式与人机界面；同现场总线技术溶为一体；开放的结构，支持OPC数据通讯，可以与厂级管理网络实现无缝连接；高度的可靠性和稳定性；高速度、大容量的控制站。
System features:
centralized，from
the configuration to the next and man-machine interface;with field bus technology for the integrated solution;open structure, support for the OPC data communication, and supervisory management network to realize the seamless connection;high reliability and stability;control of high speed, large capacity of the station.系统特点：高度的可靠性安全性；适时的数据历史趋势记录设备的运行状态；开放的结构，可实现厂级通讯的无缝链接；多项设备安全联锁功能保障设备安全；强大的故障报警系统为设备安全可靠运行提供强有力的安全预警。
System features: reliability, high security;running status data of history recording equipment timely;open structure, can realize the seamless link of plant-level communications;multiple equipment safety interlock function of ensuring safety of http:///
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http:/// equipment;strong fault alarm system provides security warning strong runs off for equipment safety.焦炉煤气净化回收过程自动控制系统是对焦炉煤气净化回收中主要工序生产设备进行生产过程的监视控制，主要包括煤气脱氨、终冷、洗苯、粗苯蒸馏、脱硫等工序，该系统基于全集成自动化的思想与现场总线技术溶为一体，是面向工艺的新一代过程控制系统，对于煤气净化回收的各个工段具有很好的监控和管理效果。在整个净化回收系统中，采用现场总线将各工段分站连接，在中心控制室对各工段的生产情况进行监控，将各工段连接为统一的、灵活的整体，并以工艺要求为依据，设计为适合焦化特点的具有管理特性的综合性监控网络系统。
Automatic control system for monitoring production process control of coke oven gas purification process in the recovery of production equipment of coke oven gas purification recovery process, including gas ammonia removal, the final cooling, washing benzene, crude benzol distillation, desulfurization process, the system is based on the idea of integrated automation and field bus technology for the integrated solution, is a new generation of process control system for process for gas purification recovery, each section has http:///
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http:/// a good control effect and management.In the purification and recovery system, the field bus station connected to each section, in the central control room to monitor the production situation of each section, each section is connected to a unified, flexible, and in the process as the basis, design suitable for coking with the characteristics of the management characteristics of the comprehensive monitoring network system.系统功能：对煤气净化化产回收各阶段的温度、压力、流量、液位等检测控制参数，采用传统的PID调节、串级调节与先进的控制理论相结合，并将受各种干扰因素影响难以控制的温度、压力等实施精确控制，对各阶段的流量参数进行温压补偿保证测量更精确泰山衡器，对生产的各级联锁实施严格控制，有效避免了生产事故的发生，利用丰富的报警信息和生产数据历史趋势记录，为故障处理和生产管理提供客观准确的依据。
System functions: to purify the recovery temperature, pressure, flow, liquid level detection and control parameters of each stage of gas, with traditional PID control, cascade control combined with the advanced control theory, and will be difficult to http:///
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http:/// control the various interference factors such as temperature and pressure, the implementation of precise control, temperature and pressure compensation to ensure accurate measurement of flow parameters of each stage, all levels of interlocking on the production of the implementation of strict control, effectively avoid production accidents, make full use of the alarm information and production data history recording, to provide objective and accurate basis for fault processing and production management.本系统采用面向对象的过程控制方法，结合先进的设计方案软硬件技术，实现包括现场总线通讯、车辆位置识别精确定位、无限数据传输、设备联锁启停等功能，灵芝孢子油达到对焦化煤场及原料皮带输送、焦炉上煤的自动化控制，实现焦炉用煤管理和输送的联锁控制。
Using the object-oriented process control method of this system, combining the hardware and software design scheme of advanced technology, including the realization of field bus communication, precise positioning, vehicle position recognizing unlimited data transmission, equipment interlocking start-stop function, the belt of coking coal yard, coal and raw http:///
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http:/// material conveying automatic control of coke oven, coke oven control interlock coal management and delivery.焦化的配煤系统对焦炭的质量及焦炉生产操作具有重要意义，精确的配煤比以及配煤系统的可靠性直接影响焦炭质量和经济效益。为了使煤料的配比更加准确，采用圆盘给料机与计量小皮带相结合的PID反馈调节控制功能，精确控制下煤量，达到精确配煤比的控制要求。
Has the important meaning of coal blending system and the quality of coke oven coking production operation, precise reliability of coal blending ratio and coal blending system directly influences the coke quality and economic benefits.In order to make the coal ratio is more accurate, the disc feeder and the metering small leather belt with a combination of PID control, precise control of the amount of coal, to achieve accurate blending ratio control requirements.系统功能：实现圆盘给料机的PID变频调速精确控制下煤量；功能丰富的HMI操作界面，实时显示配煤动画、煤仓料位、各种煤的下料量、总量及设备的状态，并参与输煤皮带的自动联锁；开放的网络结构，方便接入厂级生产管理系统；根据工艺要求，可随时选定、更改配煤比、配煤总流量、原煤水分值，实现多配比控制管理；功能强大的报表管理系http:///
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http:/// 统，能方便打印各种煤的班累计、日累计、月累计等报表。
System function: to achieve PID frequency disc feeder under the control of the precise amount of coal;rich HMI operation interface, real-time display of coal blending animation, coal bunker level, various coal feeding amount, total amount and the state of equipment, automatic interlock and participate in a coal conveyer belt;network structure of open, convenient access level production management system;according to the process requirements, can be selected, change the blending ratio, blending the total flow, coal moisture value, the ratio control management;powerful report management system, can print various coal class, diurnal meter, total cumulative monthly report.系统特点：自动配合煤比例控制系统具有很大的灵活性，可根据现场生产情况的不同，制定出灵活的方案，既适用于新建配煤工段的自动控制，又适合对老系统的升级改造。系统控制准确、操作灵活，人机界面直观友好，操作记录完备，具有良好的可操控性。
System features: automatic coal blending ratio control system has great flexibility, can according to the actual production situation is different, develop http:///
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浅谈变电站综合自动化系统 篇6
关键词：变电站综合自动化系统前景
0 引言
变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息、数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。
1 变电站综合自动化系统基本特征
1.1 功能实现综合化。变电站综合自动化技术是在微机技术、数据通信技术、自动化技术基础上发展起来。它综合了变电站内除一次设备和交、直流电源以外的全部二次设备。
1.2 系统构成模块化。保护、控制、测量装置的数字化（采用微机实现，并具有数字化通信能力）利于把各功能模块通过通信网络连接起来，便于接口功能模块的扩充及信息的共享。
1.3 结构分布、分层、分散化。综合自动化系统是一个分布式系统，其中微机保护、数据采集和控制以及其他智能设备等子系统都是按分布式结构设计的，每个子系统可能有多个CPU分别完成不同的功能，由庞大的CPU群构成了一个完整的、高度协调的有机综合系统。
1.4 操作监视屏幕化。变电站实现综合自动化后，不论是有人值班还是无人值班，操作人员不是在变电站内，就是在主控站内，就是在主控站或调度室内，面对彩色屏幕显示器，对变电站的设备和输电线路进行全方位的监视和操作。
1.5 通信局域网络化、光缆化。计算机局域网络技术和光纤通信技术在综合自动化系统中得到普遍应用。
1.6 运行管理智能化。智能化不仅表现在常规自动化功能上，还表现在能够在线自诊断，并将诊断结果送往远方主控端。
1.7 测量显示数字化。采用微机监控系统，常规指针式仪表被CRT显示器代替。人工抄写记录由打印机代替。
2. 变电站综合自动化系统结构
2.1 分布式系统结构
按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。这里所谈的‘分布’是按变电站资源物理上的分布（未强调地理分布），强调的是从计算机的角度来研究分布问题的。这是一种较为理想的结构，要做到完全分布式结构，在可扩展性、通用性及开放性方面都具有较强的优势，然而在实际的工程应用及技术实现上就会遇到许多目前难以解决的一系列问题，如在分散安装布置时，恶劣运行环境、抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上存在的问题等等，就目前技术而言还不够十分成熟，一味地追求完全分布式结构，忽略工程实用性是不必要的。
2.2 集中式系统结构
系统的硬件装置、数据处理均集中配置，采用由前置机和后台机构成的集控式结构，由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式，这种结构有以下不足：前置管理机任务繁重、引线多，是一个信息‘瓶颈’，降低了整个系统的可靠性，即在前置机故障情况下，将失去当地及远方的所有信息及功能，另外仍不能从工程设计角度上节约开支，仍需铺设电缆，并且扩展一些自动化需求的功能较难。在此值得一提的是这种结构形成的原由，变电站二次产品早期开发过程是按保护、测量、控制和通信部分分类、独立开发，没有从整个系统设计的指导思想下进行，随着技术的进步及电力系统自动化的要求，在进行变电站自动化工程的设计时，大多采用的是按功能‘拼凑’的方式开展，从而导致系统的性能指标下降以及出现许多无法解决的工程问题。
2.3 分层分布式结构
按变电站的控制层次和对象设置全站控制级（站级）和就地单元控制级（段级）的二层式分布控制系统结构。 站级系统大致包括站控系统（SCS）、站监视系统（SMS）、站工程师工作台（EWS）及同调度中心的通信系统（RTU）。站控系统（SCS）应具有快速的信息响应能力及相应的信息处理分析功能，完成站内的运行管理及控制(包括就地及远方控制管理两种方式)，例如事件记录、开关控制及SCADA的数据收集功能。站监视系统（SMS）应对站内所有运行设备进行监测，为站控系统提供运行状态及异常信息，即提供全面的运行信息功能，如扰动记录、站内设备运行状态、二次设备投入/退出状态及设备的额定参数等。站工程师工作台（EWS）可对站内设备进行状态检查、参数整定、调试检验等功能，也可以用便携机进行就地及远端的维护工作。
3 变电站综合自动化系统维护管理
3.1 建立严格的运行管理体制，责任到人，并配备专职技术员，对设备进行定期巡检。
3.2 缺陷管理：建立缺陷管理制度和缺陷处理记录，值班人员通过每日巡视设备及时发现问题，通知有关人员及时处理。平时进行运行分析，事故预想和反事故演习，使事故和缺陷处理准确迅速。
3.3 防尘：该所邻路，灰尘较大，采取对设备定时清灰制度。
3.4 10kV地下室雨季多潮，规定在7～9月份打开加热器驱潮。
3.5 防寒：室外设备，如SF6断路器在低温下其SF6密度低，因此规定在12～2月份要打开加热器升温。
3.6 防雷：在远动箱与调度之间通讯线路上加装隔离变压器。
4 变电站综合自动化系统发展趋势
系统体系结构由传统的单一的集中模式向与相对分散式、分层分布分散式多种体系结构模式转变，由传统的面向单个测量、控制对象向面向电网元件（如进线、出线、变压器、母线、电容器等）转变，由各功能单独考虑向系统功能综合考虑转变，由一味强调功能全面向更强调功能实用和高可靠性转变。总线结构，无论是模块级、间隔级还是站级，均由专用、低速向通用、标准化、高速转变，原来采用的位总线、LonWorks、CAN、FF等现场总线统一向以太网转变，这从国际电工委员会（IEC）即将推出的IEC 61850系列正式标准中也可看到这个趋势。信息共享度，保护监控功能以及数据共享从逻辑上的结合越来越紧密，物理上的结合也将随着光电传感技术的不断发展和完善而更加紧密。防误功能逐步走向不再配备专门的“五防”闭锁硬件系统，而是把范围更广的综合防误操作功能结合在系统中，利用监控设备的智能逻辑来灵活实现网络级的防误操作。
5 结语
变电站自动化系统正在随着功能结构的标准化和开放度的提高而提高，系统安全问题也越来越得到足够的重视。近几年来，通信协议的通用化和标准化、通信通道的数字化和高速化、通信结构的网络化、设备抗干扰能力的提高等方面有了明显的进展。随着新技术的发展、新标准的制订、新应用需求的提出，还会出现与之相适应的新的系统结构模式。
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作者简介：
孙文泽，男，(1975-)，湖北十堰人，学历本科，湖北工业大学2009级在职硕士研究生，研究方向:电气工程。
综合自动化控制系统 篇7
第一、电压等级低, 变 (配) 电所结构单一。
从电力系统的角度看, 铁路负荷属于终端负荷, 直接面对最终用户, 所以铁路供电系统中绝大多数为10KV配电所和35KV变电所, 这取决于地方供电系统电源的情况和铁路就地负荷的要求, 只有在极个别的地方, 存在有110KV的变电所, 但数量很少。由于功能要求, 应用范围基本相同, 所以铁路供电系统中的变配电所构成基本相同, 功能配置也变化不大。根据铁路变配电所结构与功能标准化的特点, 在进行铁路供电系统配网自动化设计时, 可以将变配电所的功能作为一个标准实现方式统一考虑。
第二、系统接线形式简单。
铁路供电系统的接线就像铁路一样, 是一个沿铁路敷设的单一辐射网, 各变配电所沿线基本均匀分布, 并且互相连接, 构成手拉手供电方式。连接线有两种:自闭线和贯通线。实际系统中, 可能二种连接线都有, 也可能只有二者之一。连接线除了实现相邻所之间的电气连接外, 还为铁路供电最重要的负荷 (自动闭塞信号) 提供电源。
第三、供电可靠性要求高。
铁路供电系统虽然电压等级低, 接线方式简单, 但对供电可靠性的要求却很高, 从理论而言, 其负荷 (自动闭塞信号) 的供电中断时间不能超过150ms, 否则, 将会导致所有供电区间的自动闭塞信号灯变为红灯, 影响铁路的正常运输。
因此, 在应用配电自动化技术之前, 铁路供电系统已经采取了多种方法来保证供电的可靠性。铁路供电系统的特点决定了其远离城市、检修时费力, 没有准确的故障定位也给检修工作带来很大困难。配电自动化技术为上述问题带来了根本的解决方案。
二、配电自动化的实现方式
第一, 分布控制方式。
分布控制方式是指配电自动化终端 (FTU) 具有自动故障判断与隔离能力, 通过互相之间的配合, 也具备了网络重构能力, 整个过程不需要主站的参与。主要有电压时间型和电流计数型, 都是由FTU结合开关构成具有重合功能的分段器。
第二, 集中控制方式。
集中控制方式下, 由现场FTU将采集到的故障信息上送主站, 由主站的应用模块经计算后, 得出故障隔离与恢复方案, 再下达给FTU执行。一般分为3个层次:配电终端层完成故障的检测和信息上送;配电子站完成本区域的故障和控制;主站完成全网的管理与优化。集中控制方式是以功能强大的主站系统为中心建立和实施的, 专用的高级应用模块可以处理应对复杂的网络结构和故障情况 (如多重故障) 。从功能完成和节约投资方面考虑, 可以建立简化的集中控制式配电自动化系统, 在简化系统中, 省略配电子站功能, 由主站直接完成全网的配电自动化应用功能。
三、配电自动化在铁路供电系统中的工程实践
铁路供电系统分为提供铁路行车电源的牵引供电系统和承担牵引供电以外所有铁路负荷的供电任务的铁路供电系统。其核心内容主要由两部分构成:
第一, 系统设计与构成。调度配电主站硬件系统由服务器/调度员工作站、前置机、通讯柜组成, 考虑初期系统规模, 服务器和调度员工作站共用一台机器, 但设置为双机冗余系统, 两台机器运行于热备用方式。软件为CSDA2000配电自动化系统, 为开放的可扩充跨操作系统的系统平台, 集成了传统SCADA系统的全部功能, 同时将SCADA/DMS/GIS统一设计, 采用统一的数据模型、实时数据库平台, 真正实现了一体化, 并且贯彻系统结构分层、功能分层的思想。配电自动化的FA功能由CSDA2000系统中的配网高级应用软件 (PAS) 模块完成, PAS由若干模块化应用软件构成, 分别完成网络的运行控制、安全性分析和经济性分析三大块功能。根据铁路供电系统的特点, 在工程中对PAS的功能做了适当的简化, 实际应用了网络拓扑、故障分析、故障检测、隔离与恢复等功能模块。智能化一体开关由开关本体和智能控制器CSF100构成, 智能控制器作为核心, 主要实现的功能是实现传统“三遥”、配电网故障信息采集处理、通信、开关在线检测等功能。作为配电自动化系统的基础设备, 智能化一体开关能够迅速准确的监测故障信息并上报主站, 并接受主站命令, 执行开关分、合操作, 隔离故障和恢复供电。第二、通信系统设计。铁路供电系统本身没有任何通信设施, 必须使用铁路系统的公共通信系统来传输数据, 受现场环境制约比较大, 有时通信条件可能达不到理想状况, 这时就必须采取灵活的措施。这只是在铁路局部供电系统中遇到的部分通信问题, 通信系统中关于供电系统自动化部分的建设也不够完善, 在保证配电自动化系统功能完善的前提下, 应用于铁路供电的配电自动化系统需要具备完善的通信系统设计和灵活的配置才能较好地满足铁路供电系统的应用。
四、结束语
综合自动化控制系统 篇8
1.1 66k V变配电系统中综合自动化系统的设备配置
表1为66k V变配电系统中综合自动化系统的设备配置情况, 变电站的建设规模为:66k V进线2回, 设保护及测控。66k V侧为分段接线。主变压器为40兆伏安2台。10k V侧为单母分段接线。二次设备采用微机保护及微机监控主控室内集中组屏、分模块布置、保护与测控模块分开, 保护、测控单元采用与一次设备一对一的分布结构。保护及测控装置的数量可根据功能需求进行增减。
1.2 10k V变配电系统中综合自动化系统的设备配置
表2为10k V变配电系统中综合自动化系统的设备配置情况, 变电站的建设规模为:10k V双电源进线, 设有备用电源投功能, 单母接线;10k V变压器出线4回。保护测控装置及备用电源自投装置安装在高压开关柜上。
2 综合自动化系统对保护测控装置的配置要求
综合自动化系统要求采用满足世界先进的IEC61850标准的继电保护设备。满足IEC61850标准的继电保护设备具备世界统一的软硬件设计标准及通讯标准, 系统功能强大, 运行稳定可靠, 通用性强, 在不增加保护装置的情况下可根据用户需求增加很多功能, 在系统升级或改造时其优势更为明显。
保护配置原则:全部保护开关设独立的断路器操作回路, 并应配置独立的操作箱, 所有保护及安全自动装置 (备用出口) 都应有单独启动软硬压板及出口硬压板, 非电量保护跳闸及信号应有单独启动及出口硬压板。软压板应能远方及当地后台机实现控制投、退功能。所有保护装置具备防跳功能、防跳能灵活投退。保护与测控模块分开, 保护、测控单元采用与一次设备一对一的分布结构。
测控装置电源与遥信电源分开, 设单独空开, 遥控出口至少8路。出口接点容量:允许长期接通220V, 5A。遥测精度电流电压0.2级, 有功无功0.5级。遥信分辨率小于2ms。
3 监控后台系统
3.1 硬件配置
当地站的计算机主机、显示器、通讯管理机、交换机、逆变电源、打印机、报警音响等的要求, 根据其功能需求进行配置。
3.2 站内通讯网
站内通讯网采用分层分布式结构, 当地后台机和通信处理机、保护管理机及带以太网接口的智能模块之间采用双以太网络接口通信, 模块之间遵循国际上标准的TCP/IP通信协议;间隔内各智能模块采用以太网通信方式, 支持TCP/IP通信协议。站级通信装置采用双主处理器配置, 一主一备, 热备用, 双机自动切换。模块通过以太网与变电站监控系统通信或与支持网络通信方式的上级调度主站通信, 通讯速率:19200bps, 通讯电缆:屏蔽双绞线。
3.3 计算机监控系统监视范围
计算机监控系统监视范围包括所用变及主变温度、控制室温度、火灾报警总信号等环境信息。并具有与智能电度表、交直流电源控制系统、小电流接地选线装置等智能装置通讯的功能, 计算机监控系统能实现电容器无功电压自动调整, 并能与防误主机实现通讯。
3.4 数据通讯与处理功能
后台监控系统采用PC机作为硬件平台, 具有较强的数据通讯和处理能力。本系统采用以太网与各通信处理装置相连, 具有较高的通讯连接的可靠性、抗干扰能力、数据缓冲处理能力, 也保证了各通信处理装置的独立性。各通道采用广为流行的TCP/IP通信协议, 保证了通讯技术的先进性、通用性。同时也可通过串行口与各通信处理装置通讯。可外接隔离保护器, 并能与防误主机实现通讯。
(1) 数据采集功能
数据采集是SCADA与电力系统监视和控制对象的直接接口。它通过与各通信处理装置的通讯实现对电网实时运行信息采集, 将实时数据提供给各应用服务的实时数据库, 并按照应用所下达的指令实现对变电站的监控功能。数据采集作为系统数据源的关键地位, 要求其具有高度的可靠性和强大的信息处理能力。能够接收处理不同格式的遥测量、遥信量和电度量, 并处理为系统要求统一格式;能够接收处理站内装置记录的SOE事件信息;能实现对通讯处理装置的遥控、遥调等下行信息;能实现对通讯处理装置的对钟或接收时钟。
(2) 数据处理功能:以通信单元为单位分类组织实时数据。
(3) 遥测量 (模拟量) 处理:可处理带符号二进制数, 实时统计最大值、最小值、平均值等, 模拟量人工置数, 完成连续模拟量输出记录, 遥测类曲线。
(4) 遥信量 (数字量) 处理:实时统计动作次数, 变压器档位遥信信号转变为遥测量上屏和画面显示, 开关量人工置数及挂接地线, 开关动作次数统计。
(5) 电度量 (脉冲累计量) :接收并处理通讯上传发送的实测脉冲计数值, 操作人工设置电度量, 能按峰、谷、平时段处理电度量, 峰谷时段可定义选择。
(6) 统计计算功:根据用户提供的各种公式进行计算, 如功率总加等。
(7) 事件顺序记录 (SOE) 、保护动作、告警事项:各事项顺序记录以毫秒级时标记录线路开关或继电保护的动作状态并传送至后台监控系统。后台机将接收到的事项顺序记录保存在历史事件库中。本系统提供的历史事件浏览工具可用来按照时间顺序显示或打印事件顺序记录, 供操作人员按照设备动作的顺序分析系统的事故。
系统具有完善的报警机制, 事故时可自动调图、随机打印、声光或语音报警等, 并可保存事故信息并随时打印存档。报警确认功能 (可选) , 系统出现报警信息后, 调度员需进行人工确认, 以表示已发现该报警, 确认后的报警不再显示。
3.5 数据库功能
实时数据库:实时数据库保存从各个间隔采集上来的实时数, 其保存的实时值在每次系统扫描周期之后被刷新, 在实时数据库中保存遥测量、遥信量、脉冲量计量、计算量等。实时监视各种测量值和状态量的值对各计算组均具有查找, 修改及删除数据的功能, 各操作均在线进行, 不影响系统运行每一遥信、遥测量均可进行人工屏蔽或设置, 一经人工设置后, 就不再接受实时数据, 直到人工撤除设置, 设置是与实时量以颜色区分实时数据库具有查找、修改功能。
历史数据库:所有历史数据库保存在系统管理机上, 并保存数据的一致性。历史数据库保存各遥测量的曲线值、整定值和各种统计量, 事件顺序记录等。
3.6 人机界面功能
(1) 画面类型
变电站接线图、棒形图、表形图、饼形图、负荷曲线图、频率曲线图、I、P、Q、U曲线图 (历史/实时) 、网络潮流图、地理位置图、系统配置图、常用数据表以及用户自定义各类画面等。图形制作简单, 提供专门用于电力系统使用的专用图形工具板绘制各种图形;提供移动拷贝、删除图元功能, 改变颜色, 改变图元宽度大小功能;提供改变文字字体、颜色功能, 提供移动字符功能。在线完成增加、修改、删除画面而不影响系统运行。
(2) 显示内容
遥测 (I、P、Q、U、COS) 、遥信 (开关、刀闸、保护信号、变压器挡位信号等) 、电度量、频率、温度、系统实时数据和状态、计算处理量 (功率总加, 电度量累计值) 等。
(3) 监视功能
系统配置画面可直观显示系统各模块运行状态和网络通讯状态, 如用图形方式显示自动化系统各设备的配置和连接, 并应用不同的颜色表示出设备状态的变化等。通信单元信息原码监视, 显示报文格式数据。以通信单元为单位分类组织的远动信息监视:遥测、遥信、电度、通道、通信配置。站内的SOE数据和通道事项。站内的保护动作事项、告警事项、故障时的扰动数据。
(4) 各项操作
调图方式有热键、关联按钮、图名等多种方式。可以在线进行报表数据修改。可以在线修改实时数据库和历史数据库。操作员执行的所有操作都严格受到权限的控制, 没有相应操作权限的操作员无法执行相应的操作。系统提供的主要操作员操作有:挂牌操作, 遥控操作, 主变分接头的升降操作, 人工置数, 保护定值查看与修改, 保护的投退。
(5) 遥控和操作闭锁
对断路器分合正确控制;对有载调压变压器分接头进行升降调节;对其他可控点进行控制 (电动刀闸等) ;控制时具有防误闭锁功能 (如接地刀没拉开时不能合闸) ;操作使用对话框进行, 安全可靠;控制功能可增加监督认可功能;每个操作步骤系统自动记录。
(6) 报表、打印功能
操作员可交互式定义各种格式的报表, 具有灵活的报表处理功能, 可进行表格内的各种数学运算, 运算公式可在线设置和修改;可在报表上对报表数据进行修改。定时打印日、月报表;召唤打印实时和历史报表;随机打印各种事项, 如SOE, 保护动作和告警事项等;召唤打印历史事项和系统事项。
结语
一个现代化的工厂, 要确保其自动化生产线的安全稳定运行, 它的用电质量和用电安全是何等重要。工厂变配电系统中的综合自动化系统是确保工厂的用电质量和用电安全的守护神。工厂的变配电系统好比一个人, 综合自动化系统是它的大脑, 其它设备是五脏六腑和四肢, 大脑每时每刻都在指挥和监视着五脏六腑和四肢的安全稳定工作, 因此, 综合自动化系统运行的稳定性直接影响到用电质量和用电安全, 而且综合自动化的资金占用量只是整个变配电系统的百分之几, 性价比很高。目前工厂变配电系统中采用高端综合自动化系统正逐步被广大用户接受和认可。
摘要：本文针对66kV和10kV的工厂变配电系统中综合自动化系统的最新配置方案, 采用实际应用中的典型案例来进行描述。并对综合自动化系统的要求及监控系统的主要功能进行描述。
关键词：变配电,综合自动化,继电保护,监控,用电安全
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综合自动化控制系统 篇9
关键词：PLC可编程器,自动控制,窄缝液晶拼接屏
1 系统概述
义煤集团石壕选煤厂为采用“重介—浮选”联合工艺的炼焦型选煤厂。选煤自动化控制系统主要由唐山联众选煤科技有限公司设计、建设, 可以实现全厂主要机电设备的集中控制;非集控设备的状态采集;全厂主要物流计质、计量及密度工艺参数的调整。
2 系统组成
石壕选煤厂自动化控制系统由生产集控系统、工业电视监视系统、调度电话指挥通讯系统和重介密度控制系统四个子系统组成。子系统相互独立工作, 任何系统出问题, 不影响其他系统工作, 同时各系统功能互补, 数据共享, 形成一套协调统一的指挥系统。
(1) 集中控制系统负责完成全厂设备的预警与控制, 该系统采用主从式网络结构, 由分布于现场的可编程控制器及执行机构组成, 负责现场设备及仪表的信息采集与智能逻辑控制。
(2) 工业电视监视系统采用三星液晶窄缝拼接屏和工业电视墙组成, 能够时时显示现场的视频画面和生产工况图, 监视厂区生产状况对现场设备运行状况进行监视, 并实现数据共享和上传, 达到上级领导在办公室可通过矿局域网了解生产状况, 能进行有限控制, 具有录像、查询、网络数据共享功能。
(3) 调度指挥通讯系统由扩音电话和对讲机组成, 完成调度与岗位、岗位之间以及调度和重要巡检人员之间的通讯联系, 确保各岗位的生产信息及时准确反映到指挥调度, 确保生产系统高效平稳运行。
(4) 重介密度控制系统采用独立的西门子S7-300系列PLC完成对重介选煤工艺参数 (介质密度、合格介质桶液位、煤泥含量、旋流器入口压力) 进行自动监测与控制。
3 系统特点
3.1 集控系统
该系统采用西门子S7-300系列PLC, 上位机采用WINCC组态软件构建控制平台。系统主要特点如下。
可以通过监视大屏动态的显示实际生产设备和生产流程模拟图。对生产设备可通过各种颜色和动画来反映生产设备的各种状态信息, 如:主开关送电与否、设备运行与否、设备保护动作与否、设备故障、禁起、设备运行时的工作电流情况以及相关仪表参数等。
生产系统在正常生产时, 可根据其实际需要灵活地选择运行方式, 且集中/就地两种控制方式可实现无扰动切换。集控室调度人员可分系统向现场发起、停车语音预告信号, 现场人员可根据岗位情况向集控室发禁止起动信号, 随时中断起车程序。在任何时候, 现场人员都可对设备实施紧急停车。
集控程序能按照使设备无料空运转时间最短的原则沿逆煤流方向分段或逐台起车, 沿顺煤流方向逐台停车。
通过对采集的液位、煤位数据进行处理, 形成示意图, 指导工艺系统设备的开停及时调整生产流程。对各种煤量、水量、密度、压力、灰份等工艺参数的检测处理, 形成历史曲线并配以报警系统, 指导生产。
信号检测及设备保护部分:各种重要的生产水池 (箱) 等装设超声波液位计, 并在集控室进行模拟显示液位高、低, 在报警后自动调整相关设备的运行状态。生产过程中易发生抽干、使水泵空转的水池或料桶设置低液位自动停泵保护, 信号进入PLC进行集中监控。长度大于30m的带式输送机沿线安装拉绳开关做紧急停车保护;拉绳开关信号进入集中监控。速度≥1.6m/s的重要带式输送机安装跑偏开关, 轻度跑偏报警, 严重跑偏作用于停车, 信号进入PLC进行集中监控。
3.2 视频监控系统
视频监控系统主要由现场网络视频摄像头、传输网络、网络磁盘阵列、解码器、视频及VGA矩阵、控制计算机和监控中心显示单元组成。核心部件选用了三星原产的窄缝拼接屏, 海康系列的高清红外摄像机和硬盘录像机、高品质视频矩阵和解码设备, 加上光线传输网络, 保证了视频监控系统能将现场的生产场景时时高清的在集控中心还原。通过视频监控系统, 值班人员不仅能够实时掌握现场具体情况和设备的运行状态, 进行生产指挥调度, 而且为事故隐患的及时发现、处理及事后分析处理提供了可靠的技术保障。
3.3 扩音电话及对讲通讯系统
抗噪声广播呼叫系统 (指令对讲系统) 由主控制系统和抗噪声扩音终端话站组成, 是一种新型、使用方便、高品质的调度通讯扩音对讲系统, 克服了传统对讲系统的一些通病, 整机结构和技术性能先进可靠, 配置灵活, 维护方便。
*系统具有开放的模块化技术结构, 齐全的接口种类和强大的信令系统, 能满足各种拓朴结构的组网要求, 具有灵活的组网能力和网络适应能力。
*系统以电路交换为基础, 具有丰富的网络适应能力。
*主控制系统中央处理器C P U和电源均采用全数字双热备份设计, 通讯资源冗余设计, 交换网络采用1024×1024的数字交换网络, 能保证系统在任何情况下通讯畅通。
*扩音对讲终端话站采用数字降噪信号处理、语音降噪处理技术、触点密闭的方法, 所有集成电路均采用专业通讯组件, 使设备具有很强的抗恶劣环境的能力, 能在恶劣环境中正常使用, 并具有抗冲击的特点。
*系统具有智能抗噪、智能扩音、自动开机、自动挂机、无人值守、全呼、组呼、单呼、双工对讲、防尘、防水等功能。还可以提取上位计算机、数字仪表、PLC、DCS、OA等自动化系统、通用的通讯协议和数据库中的播放控制信息, 通过通讯口或网络传送过来的数字化驱动指令, 实现全自动化的语音播报。
3.4 重介密度控制系统
采用S7-300系列的PLC独立控制, 实现了重介洗煤密度控制系统的自动调节控制, 为产品的质量提供了有利保证。
4 应用分析
石壕选煤厂在集中控制的基础之上, 重视视频监控、语音调度及告警系统的建设, 对4k W以上的电机都选用了带数据接口的电机综保, 完善了电力监控系统。在集控中心, 值班人员一键操作就可以完成了对全厂设备的起停控制, 全厂的生产工况在电视墙及大屏上清晰显示, 通过调度扩音系统值班员对全厂的过程调度轻松自如。石壕选煤厂综合自动化控制系统投运后, 极大的降低了, 设备运转对现场人员的依赖程度, 同时把人员从设备控制转移到设备巡检上来, 员工效率大幅度提高。
5 结语
综合自动化控制系统 篇10
1 现代水厂自动化控制现状
从国外水厂的自动化技术应用研究情况来看,我国的相关理论研究开始得较晚,但是发展速度很快。随着我国工业的不断发展以及生产力的不断提高,我国水厂的建设规模也在不断扩大。尤其是在经济全球化的背景下,越来越多先进的科学技术被引入自来水行业,水厂的技术含量和科技含量越来越高,有效推动了我国水厂朝着自动化方向发展。
需要明确的是,我国水厂目前的自动化水平尚且有待提升。同时,水厂自动化综合控制的发展水平较低。在大城市,水厂的自动化水平普遍较高,而在一些中小城市,其自动化水平还不是特别理想,甚至部分城市还没有开始水厂自动化的探索。此外,与我国其他行业的自动化水平相比,水厂自动化水平偏低。究其原因,主要是因为水厂中的自动化技术还没有充分发挥其技术优势和应用价值。很多水厂引进了大量的自动化机械设备,但是都没有进行充分运用,或者是运用一段时间后闲置,使得水厂自动化水平的提升实现难度变大。
针对我国水厂建设的具体情况,自动化技术的应用过程就是水厂新建与扩建的过程。在规模较大的水厂中,自动化技术水平的提升主要依靠引进先进的技术设备以及大量的资金。在一些规模较小的水厂中,自动化的实现主要依靠我国所掌握的技术和科技。但不同的是,综合控制系统的实现需要依靠国外的部分产品。因此,水厂自动化综合控制系统的结构设计通常采用的模式是中西结合。由此一来,就能大大降低水厂建设的总投资额,同时也能提高水厂的技术含量,促进水厂的健康发展和经济利益的增收。
2 现代水厂自动化综合控制总体结构设计
2.1 水泵起停
2.1.1 起动环节
在笼型交流异步电动机起动过程中,直接起动会产生大量的起动电流,电流量达到定额电流的五倍以上。不仅如此,直接起动过程中的转矩也会明显增大。因此,直接起动一般用于功率较小的电动机。
2.1.2 定子串电阻或电抗降压起动方式
这种起动方式大多数情况下适用于轻载起动。相比直接起动,能够有效降低起动电流量,同时还能提高起动的稳定性与安全性。但是,这种起动方式的能耗较大,成本较高,因而一般不在电机容量大的情况下使用。
2.1.3 自藕变压器降压起动方式
在这种起动方式运用过程中,能够对超载和失压的情况进行有效保护,从而降低起动过程中产生的电流对电网的影响,使得起动转矩增大。但是,这种起动方式比较复杂,而且设备的体积较大,容易发生故障。另外,在故障发生时进行维修也是具有较大难度。不仅如此,这种起动的方式成本也较高。
2.1.4 星——三角降压起动方式
这种启动方式一般在定子绕组△接的异步电动机的正常使用情况下使用。另外,在起动的时候,这种起动方式会在转换的同时产生尖峰电流,有可能对电源和电动机产生不利影响。综合这种起动方式的优点与缺点,它通常适用于空载和轻载的情况。
2.1.5 软启动器起动方式
软启动器的主要工作原理是通过对可控硅的运用,借助可控整流的优势来改变可控硅的控制角,从而促使电动机的电压得到更有效的控制。当电压升至全压后,再关掉可控硅,完成软启动器的运行。这种起动方式在现代水厂中能够有效预防水锤效应的发生。
2.1.6 变频起动方式
变频起动方式主要通过对变频器的运用来带动电机的起动。通过电压的逐步上升,使其达到规定的电压值后开始转动。这个过程中不会产生电流,同时可以提供对等的起动力矩。因此,在这种起动方式下,不会对设备产生太大的影响。但是,这种方式的成本也较高,所以通常在重载和满载的情况下使用。
2.2 恒压供水
恒压供水的主要目的在于提高供水压力的稳定性,主要方式是对供水水量的控制和调节。通常情况下,我们会采用以下两种调节水量的方式:一是水泵的恒速转动,对阀门的开度进行控制,从而达到调节水量的目的;二是在固定阀门开度的前提下,调节水泵的转速,从而实现水量控制的目的。
2.3 总体设计
(1)从水泵的控制方式来看,主要有三种类型:一是手动控制方式,即水泵的起动与停止的全过程都通过人工进行;二是水源控制方式,这种方式主要通过水源地值班室进行控制;三是远程控制方式,即对水泵的控制主要通过远程中心控制系统实现。
(2)水厂系统。水厂包括清水池、水泵房等。清水池负责对水源地水的储存,其中主要包含以下几个方面的内容:数据采集系统、泵房控制系统、通讯系统等。
(3)管网测压系统。管网上有很多测压点,负责对当地水压进行测试与记录,并通过数据传输的方式将相关信息传送到调度中心。
(4)调度中心。它的主要功能是对供水系统进行具体操作、日常维护和维修、故障处理与应对、数据的整理分析、系统的监督和控制等。
3 结语
综上所述,在当前的水厂建设与发展过程中,相关人员要积极研发和引进先进的科学技术,提高水厂的技术含量,同时还应加强水厂的管理制度建设,引进先进的设计理念和方法,全面做好水厂自动化综合控制系统结构设计工作,从而推动我国水厂的蓬勃发展。
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综合自动化控制系统 篇11
一、企业IT管理信息系统
企业管理信息系统的出现正是为了解决生产与决策信息相融合的问题，它作为 SIS 和 DCS 的上层机制，以 DCS 和RTU 为基础，以经济运行和提高企业整体效益为目的，采用先进、适用、有效的专业计算方法，实现整企业厂范围内的信息共享及厂级生产过程的实时信息监控和调度。它为企业管理层决策提供真实有效、可靠的实时运行数据，为市场运作下的企业提供科学、准确的经济性指标。
二、企业IT 系统构成和功能
随着计算机技术和网络技术的迅速发展，出现了集控制、优化、调度、管理和经营为一体的综合信息自动化新模式，即人们希望从企业经营管理、生产管理和控制过程 3 个方面实现企业的综合信息自动化。具体分为决策层、管理层、执行层、过程控制层、支持层等 5 层以及 2 个数据库 ( 关系数据库系统和实时数据库系统 )。其中：决策层包括企业信息部门、经营辅助决策、关键业务指标和基础信息。管理层包括生产计划调度、分厂管理、供应采购、销售管理、技术管理、质量管理、财务成本、计量信息、人力资源、设备管理、能源管理、安全环保。执行层包括实时数据监控、生产调度、流程模拟组、优化控制。过程控制层包括 DCS 控制、数据采集 RTU、传输、安全报警、在线质量检测等。支持层包括信息技术基础环境 ( 网络、计算机设备、系统软件、工具软件 )。其中管理层从关系数据库中提取有用的信息來帮助解决，而执行层和过程控制层从实时数据库中提取实时生产过程中的各种信息来管理和监控生产的正常运行，当然两者之间的数据和信息也可以相互交换，协同工作。由以上的层次结构图可以看出，各层次的功能模块相互配合，通过接口紧密连接在一起，完成信息集成的功能。IT 系统功能定位为厂级生产实时监控及管理信息系统，以企业负荷为中心，强调生产过程的经济性。IT 系统信息来源可以取自 MIS 或 DCS 与 RTU 系统，并应具有监视与控制功能。
三、关于 企业IT 系统的安全问题
企业信息网络的安全问题是值得重视的一项重要问题，特别是实时控制的调度自动化系统和自动化系统的网络安全问题，这个问题已受到人们的广泛关注。调度自动化系统间的通信，以及不同系统间的互联网络通信已成主流。但在目前的形势下，基于 Internet 技术的网络通信，很可能受到各种动机黑客的攻击和感染病毒，这一点切不可忽视!非常可喜的是，企业的信息专家们早就重视了这个问题，并已初步采取了措施，防止不测。通辽盛发热电厂 IT 系统网络安全采用了网络安全评估分析技术、入侵检测技术、防火墙技术和防病毒技术等多层次动态网络安全防护体系。网络安全评估分析技术：用实践性的方法扫描分析网络系统，检查报告系统存在的兹点和漏洞，建议补救措施和安全策略，为最终增强网络的安全性提供技术手段。入侵检测技术：主要功能是实时地发现网络中的入侵攻击和安全违规行为，并及时采取相应的响应对策，为计算机网络的安全提供有效的保障。
防火墙技术：从总体上看，防火墙应具有以下五大基本功能：①过滤进、出网络的数据。②管理进、出网络的访问行为。③封堵某些禁止的业务。④记录通过防火墙的信息内容和活动。⑤对网络攻击的检测和报警。防火墙是整体安全防护体系重要组成部分之一，因此应将防火墙的安全保护融合到系统的整体安全策略中，实现多层次的安全保护。防杀网络病毒技术：为网络中所有的计算机制定企业防病毒策略，在具体实施时要注意的是一定要采取强制执行的管理策略，即在管理员为客户端配置好相应的防病毒策略后，必须将其锁住，客户端不得更改，以保证统一制定的防病毒策略确实在整个网络得到实行，确保网络的防病毒能力。
参考文献：
[1]张明等：《信息网络安全规划及实施》，《中国电力》，2003 年第 5 期。
[2]李若明等：《信息综合自动化的实现》，《电力系统自动化》，2004 年第 20 期。
[3]陆延昌：《用自动化技术带动中国电力工业的现代化建设》，《电力系统自动化》，2004 年第 24 期。
[4]张恺,张华钦. 电力MIS建设的特点及方法[J]. 电力系统自动化, 2001,(21) .
[5]杨春雨,李连成,刘小丽. 企业综合自动化信息系统[J]. 电气自动化, 2003,(01) .
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[7]黄文斌,唐旭章. 新一代电力企业MIS框架初探[J]. 软件世界, 2000,(07) .
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矿井综合自动化系统设计方案 篇12
关键词：煤矿,工业以太网,综合自动化
1 前言
我国煤矿生产以井工开采居多, 生产过程通常包括开采、掘进、运输、提升、通风、排水、压风、洗选、装运、供电等相互关联的多个环节, 是一个较复杂的综合生产系统。此外, 地下煤层受水、火、瓦斯、煤尘、冲击地压等威胁, 实现安全生产管理难度较大。利用先进的信息技术对传统的煤炭工业进行改造, 已越来越受到煤炭企业及相关政府部门的重视, 许多煤炭企业都在建设数字化矿井, 或者实施自动化、信息化改造。为了实现煤矿的高产高效, 煤矿对生产过程监控、生产过程信息综合利用、生产环境安全监测等方面的智能化、自动化和网络化提出了更高的要求。
2 综合自动化系统总体目标
综合自动化系统要满足传输可靠、系统安全、三网合一, 达到监、管、控一体化及减员增效的目的, 建成本质安全型的数字化矿井。
3 实现功能
各自动化子系统数据可进行有效集成和有机整合, 实现相关业务数据的综合分析, 集控中心人员或相关专业部门人员通过相应的权限对安全和生产的主要环节设备实时监测和进行必要的控制, 实现全矿井的数据采集、生产调度、决策指挥的信息化, 为矿井预防和处理各类突发事故和自然灾害提供有效手段。
4 总体架构
采用三层体系结构, 控制层采用MCTP环网、设备层采用现场总线, 保证了现场子系统的实时性。
煤矿综合自动化系统的各个子系统使用统一的传输平台, 即各子系统的监控数据、语音、视频信息通过统一的通信网络进行传输和交换, 为上层的各种管理信息子系统所共享, 实现“三网合一”, 透明传输。环网冗余设计可快速建立连接及连接恢复, 恢复时间<20ms (普通工业以太态网500ms) 。
5 系统组成
使用两台千兆全智能模块化交换机作为核心交换机构建综合自动化的网络中心平台。通过MCTP节点设备与井上、井下MCTP环网连接, 将地面及井下的各子系统数据接入中心调度室主、备核心交换机, 同时通过MCTP节点传输音视频监控信息到各个终端。
矿井综合自动化系统子系统主要包括煤流系统 (即综采工作面自动化系统、皮带运煤系统、主井提升系统、地面生产系统、选煤厂集中控制系统、装车系统等) ;矸石流及辅运系统 (即综掘工作面自动化系统、皮带运矸系统、副井提升系统、轨道运输系统、地面排矸系统) ;以及电力监控调度系统、井下安全监测监控系统、井下人员定位管理系统、视频监控系统、通风监控系统、井下排水监控系统、矿井压风系统、地面水处理系统、锅炉房控制系统等。
6 主要子系统简介
(1) 井下安全监测监控系统
井下安全监测监控系统由地面中心站、信息数据传输接口、监控分站和传感器组成。该系统监测井下瓦斯、风速、一氧化碳、烟雾、温度等环境参数;每个监控分站可连接四个传感器, 传感器与监控分站之间的距离最远可达2km, 可以监测同一地点的不同项目数据, 也可监测不同点的不同或者相同项目。
(2) 井下人员定位管理系统
井下人员定位管理系统利用工业以太网及现场总线系统作为主传输平台, 使用本安型读卡分站、数据通信接口及标识卡等设备与系统挂接, 通过读卡分站及专用管理软件与主系统数据库进行后台数据交换从而实现井下作业人员的跟踪定位和安全管理。系统总体设计主要体现在实现井下作业人员进出的有效识别和监测监控, 使管理系统充分体现“人性化、信息化和高度自动化”, 实现数字矿山的目标, 为煤矿管理人员提供人员进出、考勤、监测监控等多方面的管理信息。
(3) 电力监控调度系统
煤矿电力监控调度系统主要用于煤矿供电系统和运转设备的监测、控制、管理和安全保护, 实现供电系统和设备的在线参数监测、远程操作控制、实时事故报警、数据统计分析、运行安全保护、用电计量管理;能实现“四遥操控”, 能对故障监测预警、保护、定位, 上传故障数据和信息, 提供快速解决手段, 并通过智能分析, 预告事故隐患, 预防突发电力事故。
(4) 通风监控系统
矿井主通风机在线监控系统可对通风机的压力、风量、振动、温度以及电量等工作状态进行在线监测、远程和就地控制、故障诊断、超限报警及网络传输。系统由工控机、组态软件、可编程控制器和各种智能模块、传感器等构成。
(5) 水泵监控系统
煤矿水泵监控系统是通过将传感器采集的数据, 传输到隔爆兼本安型PLC监控分站进行处理或直接通过监测传感器的485接口接入MCTP节点设备, 由MCTP环网通过光纤传输到井上, 由上位机进行处理, 再返回泵房对水泵进行控制。
(6) 皮带运输监控系统
该系统完成各种对现场的速度 (打滑) 、跑偏、急停、纵撕、堆煤、超温洒水等传感器数据信号进行采集并传输, 实现矿调度中心对主井皮带机的集控。通过网络通信功能实现多条胶带输送机及其他设备的顺序、连锁、保护控制, 形成矿井皮带输送机集中控制系统, 结合调度室地面集中控制软件和工业电视系统, 可实现矿井运输系统的远程控制和无人值守。
(7) 选煤厂自动控制系统
选煤厂自动控制系统是以可编程控制器PLC为核心, 实现对原煤准备、主洗选、产品储运等工序中主要设备的集中控制、设备运转状态的集中监视以及数据管理和报警为目的的集中控制系统。
(8) 视频监控系统
工业视频监控系统是煤矿生产调度指挥中心的重要组成部分。通过该系统, 调度中心指挥人员能够直接对井下生产运输进行实时调度指挥。借助该系统了解和掌握各生产环节的实际情况, 直观地监视和记录井下工作现场的安全生产情况, 也为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。
7 结束语
矿井综合自动化是一个涉及矿井众多生产领域与安全生产密切相关的综合系统, 是我国煤炭工业现代化的重要标志。目前, 国内还没有一个矿井实现了全面、完整的全矿井综合自动化, 尚有许多问题需要研究和解决, 矿井综合自动化的完整实现还需要多学科共同努力。随着企业煤矿安全生产意识的不断提高, 综合自动化技术的发展及应用迎来了广阔的空间。
参考文献
[1]褚春华, 等.全矿井综合自动化系统在丁集煤矿的应用[J].工矿自动化, 2009 (10) .
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